WO2019077926A1 - デュアルｒｆタグ - Google Patents

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WO2019077926A1
WO2019077926A1 PCT/JP2018/034538 JP2018034538W WO2019077926A1 WO 2019077926 A1 WO2019077926 A1 WO 2019077926A1 JP 2018034538 W JP2018034538 W JP 2018034538W WO 2019077926 A1 WO2019077926 A1 WO 2019077926A1
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dual
inductor pattern
tag
element portion
radiating element
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PCT/JP2018/034538
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詩朗 杉村
Original Assignee
株式会社フェニックスソリューション
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    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/30—Arrangements for providing operation on different wavebands
    • H01Q5/307—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way
    • H01Q5/342—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes
    • H01Q5/357—Individual or coupled radiating elements, each element being fed in an unspecified way for different propagation modes using a single feed point
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the present invention relates to dual RF tags.
  • the antenna configuration is a switch having an open state and a closed state, and the first frequency band in the first frequency band according to the switch being in an open state.
  • a second antenna operating as a second active drive element in a first frequency band in response to the switch being in an open state.
  • the closed state is operable by operatively coupling a first impedance between the first antenna and the radio frequency ground and a second impedance between the second antenna and the radio frequency ground.
  • the first antenna and the second antenna are configured to operate in a second frequency band different from the first frequency band.
  • a method is disclosed wherein the first antenna acts as a parasitic element in a second frequency band and the second antenna acts as an active drive element in the second frequency band.
  • the device described in Patent Document 1 has a first active drive antenna element in a first frequency band in response to at least one switch having an open state and a closed state, and at least one switch being in an open state.
  • a first antenna configured to operate and a first antenna configured to operate as a second active drive antenna element in a first frequency band in response to the at least one switch being in an open state;
  • a device comprising: two antennas, wherein the closed state is by operably coupling a first impedance between the first antenna and the radio frequency ground, and the second antenna and the radio frequency ground And a second antenna different from the first frequency band by operably coupling a second impedance between the first antenna and the second antenna. It is to configured to operate in a wave number band.
  • the dual RF tag is configured to require at least one switch having an open state and a closed state, as described in Patent Document 1.
  • the main object of the present invention is to provide a dual RF tag which does not require a switch.
  • Another object of the present invention is to provide a dual RF tag which does not require a switch, improves communication sensitivity, and can transmit and receive a compact, nondirectional radio wave.
  • a dual RF tag includes a first inductor pattern, an IC chip mounted on the first inductor pattern, a second inductor pattern, and a second inductor pattern disposed between the first inductor pattern and the second inductor pattern.
  • the first radiation element portion and the second radiation element portion electrically connected to the first insulating substrate and the second inductor pattern, and the first radiation element portion and the second radiation element portion to be electrostatically coupled, respectively; And a second insulating base disposed between the disposed ground element portion, the first radiation element portion, the second inductor pattern, the second radiation element portion, and the ground element portion,
  • the first radiating element portion has a circumferential length different from that of the second radiating element
  • the first inductor pattern has a second inductor pattern. It is arranged to direct binding and down, in which a second inductor pattern and the ground element portion is electrically connected.
  • An antenna according to one frequency can be formed by the first radiation element part, and an antenna according to another frequency can be formed by the second radiation element part.
  • a dual RF tag that does not require a switch can be obtained.
  • one frequency as the European frequency and the other frequency as the US or Japanese frequency
  • a dual RF tag according to another aspect is a dual RF tag according to the aspect of the invention, wherein the first radiating element portion, the second inductor pattern, and the second radiating element portion are disposed in line in this order It may be.
  • phase difference is 90 degrees and -90 degrees from the relationship between the resistance (reactance) of the capacitor and the reactance of the impedance between the first radiation element unit and the second radiation element unit, they are arranged in parallel. Is preferred. This makes it possible to make a dual RF tag that can handle multiple tuning bands.
  • a dual RF tag according to a third aspect of the present invention is the dual RF tag according to the first aspect or the second aspect, wherein the second inductor pattern and the ground element portion are electrically connected through the through holes. May be there.
  • the second inductor pattern and the ground element portion are electrically connected through the through holes, the number of wires can be reduced to suppress noise. Furthermore, the manufacture of dual RF tags can be simplified.
  • a dual RF tag according to a fourth aspect of the present invention is the dual RF tag according to the first aspect to the third aspect, wherein the first inductor pattern and the second inductor pattern are electrically connected to each other through the through holes. It may be.
  • the IC chip By electrically connecting the first inductor pattern and the second inductor pattern through the through holes, the IC chip can be stably operated.
  • the dual RF tag according to the fifth invention is the dual RF tag according to one aspect to the fourth invention, and the mutual inductance by inductive coupling may be 15 nH or more and 30 nH or less.
  • the mutual inductance between the first inductor pattern and the second inductor pattern is preferably set to 15 nH or more and 30 nH or less according to the internal equivalent capacitance of the IC chip to be used. By doing this, the loss of the UHF band RFID signal can be reduced because the signal is effectively amplified.
  • a dual RF tag according to a sixth aspect of the present invention is the dual RF tag according to any one of the first aspect to the fifth aspect, wherein the first and second radiating element portions and the ground element portion are arranged in parallel. You may
  • the first radiation element portion and the ground element portion, and the second radiation element portion and the ground element portion can be electrostatically coupled in a stable manner.
  • the dual RF tag according to a seventh aspect of the present invention is the dual RF tag according to any one of the first to sixth aspects, wherein the material of the first insulating base and / or the second insulating base may be ceramic. .
  • the dual RF tag can be miniaturized.
  • the dielectric constant ⁇ of the first insulating base material and / or the second insulating base material is preferably 1.0 or more and 7.0 or less, and more preferably 5.0 or more and 6.5 or less .
  • the dual RF tag according to the eighth invention is the dual RF tag according to any one of the first to seventh inventions, and may further include an adhesive layer for attaching to a metal member on the back surface of the ground element portion.
  • the metal member can be used as an antenna by sticking the dual RF tag to the metal member.
  • communication sensitivity can be dramatically improved, and nondirectional radio waves can be transmitted and received.
  • a dual RF tag according to a ninth aspect of the present invention is the dual RF tag according to any one of the first aspect to the eighth aspect, wherein the first radiation element portion has a wavelength ⁇ on the low frequency side (around 860 MHz) of the UHF band RFID frequency.
  • the second radiation element portion is designed to correspond to any one of ⁇ / 4, ⁇ / 2, 3 ⁇ / 4, 5 ⁇ / 8, and the second radiation element portion is a high frequency side of the UHF band RFID frequency (950 MHz to 960 MHz). It may be designed to correspond to any one of ⁇ / 4, ⁇ / 2, 3 ⁇ / 4, 5 ⁇ / 8 with respect to the wavelength ⁇ of (near).
  • the radiation element length corresponding to the frequency can be set.
  • communication sensitivity can be dramatically improved, and nondirectional radio waves can be transmitted and received.
  • FIG. 1 It is a typical perspective view showing an example of a dual RF tag concerning this embodiment. It is an A-A 'line sectional view of FIG. It is a schematic diagram which shows an example of the equivalent circuit of the dual RF tag shown in FIG. It is a schematic perspective view which shows the other example of the dual RF tag concerning this Embodiment. It is a schematic diagram which shows an example of the equivalent circuit of the dual RF tag shown in FIG. It is a figure which shows an example of the reading distance with respect to the frequency of a dual RF tag. It is the figure which adhere
  • FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a dual RF tag according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of an equivalent circuit of the dual RF tag shown in FIG.
  • the dual RF tag 100 includes a low band radiating element unit 210, a high band radiating element unit 220, a conducting unit 230, an inductor pattern unit 250, a balance coil unit 260, and a first insulating base.
  • a material 310, a second insulating base 320 and a ground element portion 400 are included.
  • the IC chip 500 is disposed in the inductor pattern portion 250 of the dual RF tag 100.
  • the dual RF tag 100 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the inductor pattern portion 250 and the IC chip 500 are disposed on the same plane, and the surface on which the inductor pattern portion 250 and the IC chip 500 are disposed is the upper surface 610, and the high band radiating element portion 220, the balance coil portion 260 and the low band radiating element portion
  • the surface 210 is also disposed on the same plane, and the surface on which these are disposed is an intermediate surface 620, and the surface on which the ground element portion 400 is disposed is a bottom surface 630.
  • a low band radiating element unit 210 and a high band radiating element unit 220 are formed on an intermediate surface 620 of the dual RF tag 100 and connected to the balance coil unit 260 respectively. As shown in FIG. 2, the low band radiating element unit 210, the balance coil unit 260 and the high band radiating element unit 220 are arranged in line on the intermediate surface 620 in this order.
  • the low band radiating element since the phase difference is 90 degrees and -90 degrees from the relationship between the resistance (reactance) of the capacitor and the reactance of the impedance between the low band radiating element unit 210 and the high band radiating element unit 220, the low band radiating element It is preferable to arrange the portion 210 and the high band radiating element portion 220 in a straight line. This makes it possible to make a dual RF tag that can handle multiple tuning bands.
  • inductor pattern 250 and balance coil 260 An inductor pattern portion 250 is formed on the surface 610, and a balance coil portion 260 is formed on the intermediate surface 620.
  • the inductor pattern portion 250 and the balance coil portion 260 are arranged to be inductively coupled.
  • the distance between the inductor pattern portion 250 and the balance coil portion 260 is preferably 0.01 mm or more and 0.3 mm or less, and more preferably 0.05 mm or more and 0.2 mm or less.
  • the dielectric constant ⁇ of the first insulating base is preferably 1.0 or more and 7.0 or less, and more preferably 5.0 or more and 6.5 or less.
  • the balance coil is also called a balanced coil.
  • ground element section 400 As shown in FIG. 1, a ground element portion 400 is formed on the bottom surface 630 of the dual RF tag 100.
  • an adhesive layer 450 (FIG. 7) may be further included for adhering to the metal member on the back surface of the ground element portion.
  • the low band radiating element unit 210, the high band radiating element unit 220, the conducting unit 230, the inductor pattern unit 250, the balance coil unit 260, and the ground element unit 400 are made of a metal thin film of aluminum.
  • the thickness of the thin film in the present embodiment is 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, and preferably 5 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
  • the low band radiating element unit 210, the high band radiating element unit 220, the conducting unit 230, the inductor pattern unit 250, the balance coil unit 260, and the ground element unit 400 can be formed by a method such as etching or pattern printing.
  • the low band radiation element part 210 and the high band radiation element part 220 mainly consist of rectangular shapes of flat plates.
  • the area of the high band radiating element portion 220 in the present embodiment is smaller than the area of the low band radiating element portion 210.
  • the sum of the lengths of the peripheries 210a to 210d forming the low-band radiation element portion 210 is referred to as a value S1.
  • the value S1 of the low band radiating element portion 210 is any of ⁇ / 4, ⁇ / 2, 3/2, 4/4, 5 ⁇ / 8 when the wavelength ⁇ (lambda) on the low frequency side (near 860 MHz) of the UHF band RFID frequency is used. It is designed to fall under one.
  • the value S1 is more preferably half the wavelength ⁇ of the frequency to be used.
  • the sum of the lengths of the sides 220a to 220d forming the high band radiating element portion 220 is referred to as a value S2.
  • the value S2 of the high band radiating element portion 220 is ⁇ / 4, ⁇ / 2, 3/2, 3/4, 5 ⁇ / when the wavelength ⁇ (lambda) on the high frequency side (about 950 MHz to 960 MHz) of the UHF band RFID frequency is used. It is designed to fall under any one of eight.
  • S1 and S2 have a half length of wavelength ⁇ of the frequency to be used.
  • a first insulating base 310 is disposed between the inductor pattern portion 250 and the balance coil portion 260.
  • a second insulating base 320 is disposed between the low band radiating element unit 210, the balance coil unit 260 and the high band radiating element unit 220, and the ground element unit 400.
  • the first insulating base 310 is formed on the entire surface of the opposing portion between the upper surface 610 and the intermediate surface 620, and the second insulating base 320 is formed on the entire surface between the intermediate surface 620 and the bottom surface 630.
  • each of the first insulating base 310 and the second insulating base 320 depends on the dielectric constant of the insulating base, but is preferably 0.01 mm or more and 0.3 mm or less, preferably 0.05 mm or more and 0.2 mm. It is more preferable to set it as the following.
  • the material of the first insulating base 310 and / or the second insulating base 320 may be ceramic. As a result, the dielectric constant can be increased, and the dual RF tag can be miniaturized.
  • the dielectric constant ⁇ of the second insulating base material is preferably 1.0 or more and 7.0 or less, and more preferably 5.0 or more and 6.5 or less.
  • any insulator may be used, and polyethylene, polyimide, expanded polystyrene, thin foam (borer), etc. have insulation properties. Other materials or foams may be used.
  • the material of the first insulating base material and / or the second insulating base material may be expanded polystyrene. Thus, since the dielectric constant can be lowered, the communication distance can be increased, and a highly sensitive dual RF tag can be obtained.
  • conductive portion 230 is provided between balance coil portion 260 and ground element portion 400, and balance coil portion 260 is provided through through hole 231 provided in second insulating base member 320. And the ground element portion 400 are electrically connected.
  • the conductive portion 230 may be formed using a conductive wire, a solder, an aluminum thin film, a pin, a conductive paste, plating, or the like.
  • the balance coil unit 260 and the ground element unit 400 are electrically connected to each other through the through holes 231. Therefore, the number of wires can be reduced to suppress noise. Furthermore, the manufacture of dual RF tags can be simplified.
  • inductor pattern portion 250 and the balance coil portion 260 may be electrically connected via the through holes 232 provided in the first insulating base 310. By electrically connecting inductor pattern portion 250 and balance coil portion 260 through through hole 232, IC chip 500 can be operated stably.
  • the IC chip 500 is mounted on the inductor pattern portion 250 as shown in FIG.
  • the IC chip 500 is disposed on the upper surface side of the first insulating base 310.
  • the IC chip 500 operates based on radio waves received by the low band radiating element unit 210 or the high band radiating element unit 220 of the dual RF tag 100. That is, radio waves from the reading device received by the low band radiating element unit 210 or the high band radiating element unit 220 are transmitted from the balance coil unit 260 to the inductor pattern unit 250 by inductive coupling, and the IC chip 500 is operated.
  • the IC chip 500 rectifies a part of the carrier wave transmitted from the reader, and the IC chip 500 itself generates the power supply voltage necessary for operation. Then, the IC chip 500 operates the non-volatile memory in which the control logic circuit in the IC chip 500, the unique information of the product, and the like are stored by the generated power supply voltage.
  • the IC chip 500 operates a communication circuit and the like for transmitting and receiving data to and from the reader.
  • FIG. 3 is a schematic view showing an example of an equivalent circuit of the dual RF tag 100 shown in FIG.
  • the inductor L and the internal equivalent capacitance C (hereinafter referred to as a capacitor C) of the IC chip 500 are connected in parallel with each other.
  • the inductor L and the capacitor C constitute a resonant circuit that resonates in the frequency band of the radio wave transmitted from the reader.
  • the low band radiating element unit 210 and the high band radiating element unit 220 are connected to the balance coil unit 260, and the balance coil unit 260 is connected to the ground element unit 400 via the conduction unit 230.
  • the dual RF tag 100 capable of receiving radio waves in two frequency bands.
  • the balance coil unit 260 can be inductively coupled to the inductor pattern unit 250, and the impedance can be matched with the inductor pattern unit 250 by appropriately adjusting the impedance of the balance coil unit 260.
  • the impedance Z of the inductor pattern portion 250 is given by equation (1).
  • Z the impedance (ohm) of the inductor pattern portion 250
  • j Imaginary unit
  • ⁇ angular frequency of radio wave transmitted from reader (radian / second)
  • L inductance of balance coil section 260 (Henry)
  • C Internal equivalent capacity of IC chip 500 (farad)
  • ⁇ pi f: frequency of radio wave transmitted from reader (hertz)
  • the peripheral length or the like of the balance coil portion 260 is adjusted to be equal to the impedance Z of the inductor pattern portion 260.
  • the impedance Z of the inductor pattern portion 260 is 50 ⁇ (ohm).
  • the impedance of the balance coil unit 260 is 50 ⁇ , the impedances of the inductor pattern unit 260 and the balance coil unit 260 can be matched.
  • one of the low band radiating element unit 210 and the high band radiating element unit 220 needs to satisfy ⁇ L ⁇ 1 / ( ⁇ C), and either the other of the low band radiating element unit 210 or the high band radiating element unit 220 It is necessary to satisfy ⁇ L> 1 / ( ⁇ C).
  • the resonant frequency f of the resonant circuit can be accurately set in the frequency band of the radio wave.
  • the reading performance of the dual RF tag 100 can be improved.
  • the power supply voltage generated by the IC chip 500 can be increased.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the reading distance with respect to the frequency of the dual RF tag 100 shown in FIG.
  • the curve 620 is a plot of the reading distance for each frequency when the reader is placed on the side of the top surface 610 of the dual RF tag 100
  • the curve 640 is the bottom of the dual RF tag 100.
  • the reading distance when placed on the side of 630 is plotted for each frequency.
  • the unit of reading distance is meter (m), and the unit of frequency is megahertz (MHz).
  • the dual RF tag 100 can realize reading in a plurality of frequency bands although the conventional frequency band switching switch is not provided.
  • the reading distance is slightly reduced as compared with the case where the reading device is placed on the front surface 270 side, it is understood that the reading distance is sufficiently long even when the reading device is placed on the back surface 280 side. Therefore, it turns out that it is dual RF tag 100 which can receive an omnidirectional radio wave.
  • the curve 620 is about 8 m and the curve 640 is about 6 m near a frequency of 860 MHz. Also, around the frequency 920 MHz, the curve 620 is about 11 m and the curve 640 is about 6 m. As described above, even when the reader is placed on the bottom surface 630, reading can be performed at least about 5 m.
  • the dual RF tag 100 can dramatically improve the communication sensitivity and receive nondirectional radio waves, even though the conventional switch is not provided.
  • FIG. 4 is a schematic plan view showing another example of the RF tag antenna 100 according to the present embodiment
  • FIG. 5 is a schematic view showing an example of an equivalent circuit of the dual RF tag 100 shown in FIG. It is.
  • differences from the RF tag antenna 100 according to the present embodiment will be described.
  • the dual RF tag 100 shown in FIGS. 4 and 5 is obtained by connecting the inductor pattern portion 250 of the dual RF tag 100 to the ground.
  • the inductor pattern portion 250 and the balance coil portion 260 are electrically connected to the ground element portion 400 through the through holes provided in the first insulating base 310 and the second insulating base 320. Thereby, the IC chip can be operated more stably
  • the dual RF tag 100 shown in FIG. 4 and FIG. 5 is similar to the dual RF tag 100 of FIG. 1 to FIG. In addition, it is possible to make a compact and highly sensitive dual RF tag.
  • FIG. 7 is a view in which the dual RF tag 100 is adhered on the conductive member 900.
  • FIG. 8 shows an equivalent circuit in the case where the dual RF tag 100 is adhered on the conductive member 900.
  • An adhesive layer 450 is provided on the ground element portion 400 on the bottom surface 630 side of the dual RF tag 100, and the dual RF tag 100 is attached to the conductive member 900 through the electrically insulating adhesive layer 450.
  • the conductive member 900 and the ground element portion 400 are capacitively coupled to each other through the adhesive layer 450, the conductive member 900 can function as a plate antenna. Therefore, the dual RF tag 100 can be made omnidirectional and have a long communication distance.
  • Examples of the adhesive layer 450 include adhesive adhesives and hot melts, and adhesive adhesives are more preferable from the viewpoint of durability and capacity coupling.
  • dual RF tag 100 is capacitively coupled to conductive member 900 through adhesive layer 450, but ground element portion 400 and conductive member 900 are electrically connected. It is also good.
  • the conductive member 900 acts as an antenna together with the ground element portion 400, and the dual RF tag 100 can be made nondirectional and longer in communication distance. In addition, it is possible to eliminate the variation in electrostatic capacity accompanying the installation.
  • conductive member 900 is not limited to this, as long as it is a plate made of metal.
  • Examples include construction materials, containers, license plates, drums, steel plates, electrical and electronic equipment, electronic components, substrates, vehicles, ships and aircraft.
  • the dual RF tag 100 may be directly installed, or the conductive plates may be separately installed on the main body.
  • the dual RF tag 100 when used in a vehicle, the dual RF tag 100 may be installed on the roof or bonnet of the vehicle.
  • Vehicles are not limited to automobiles, but may be installed on construction vehicles, special vehicles such as agricultural vehicles, two-wheeled vehicles, railways, etc.
  • removable instruments for example, buckets of hydraulic shovels used integrally with vehicles
  • the dual RF tag 100 may be installed in part.
  • the dual RF tag 100 may be installed in the window portion of the vehicle.
  • the low band radiating element unit 210 can form an antenna according to one frequency
  • the high band radiating element unit 220 forms an antenna according to the other frequency.
  • Can. As a result, a dual RF tag 100 that does not require a switch can be obtained.
  • one frequency As the European frequency and the other frequency as the US or Japan frequency, it is possible to obtain the dial RF tag 100 that can be used worldwide.
  • the low-band radiation element unit 210 and the high-band radiation element unit 220 have a phase difference of 90 degrees and -90 degrees from the relationship between the resistance (reactance) of the capacitor and the reactance of the impedance, they should be arranged in parallel. Is preferred.
  • the conductive member 900 can be used as an antenna. As a result, communication sensitivity can be dramatically improved, and nondirectional radio waves can be received.
  • the radiation element length corresponding to the frequency can be set.
  • communication sensitivity can be dramatically improved, and nondirectional radio waves can be received.
  • the first insulating base 310 and the second insulating base 320 improve the durability of the dual RF tag 100 and inductively couple the inductor pattern 250 and the balance coil 260, and further, the ground element 400 and the high band radiating element A stable capacitor can be formed in the portion 220 and the low band radiating element portion 210.
  • the positional relationship between the inductor pattern portion 250, the balance coil portion 260, the high band radiation element portion 220, the low band element portion 210, and the ground element portion 400 can be reliably maintained.
  • the dual RF tag 100 corresponds to a “dual RF tag”
  • the low band radiating element unit 210 corresponds to a “first radiating element unit”
  • the high band radiating element unit 220 corresponds to a “second radiation
  • the ground element portion 400 corresponds to the “ground element portion”
  • the inductor pattern portion 250 corresponds to the “first inductor pattern”
  • the balance coil portion 260 corresponds to the “second inductor pattern”.
  • the IC chip 500 corresponds to “IC chip”
  • the conductive member 900 corresponds to “metal member”
  • the adhesive layer 450 corresponds to “adhesive layer”
  • the insulating base 300 It corresponds to "insulation base material”.

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Abstract

【課題】スイッチが不要なデュアルＲＦタグを提供することである。 【解決手段】第１インダクタパターン２５０と、ＩＣチップ５００と、第２インダクタパターン２６０と、第１絶縁基材３１０と、第１放射エレメント部２１０と、第２放射エレメント部２２０と、第１放射エレメント部２１０および第２放射エレメント部２２０がそれぞれ静電結合するように配置されたグランドエレメント部４００と、第２絶縁基材３２０と、を含み、第１放射エレメント部２１０は、第２放射エレメント２２０と周長さが異なり、第１インダクタパターン２５０が、第２インダクタパターン２６０と誘導結合するように配置され、第２インダクタパターン２６０とグランドエレメント部４００とが電気的に接続されたものである。

Description

デュアルＲＦタグ
　本発明は、デュアルＲＦタグに関する。
　例えば、特許文献１（特表２０１７－５０１６１９号公報）には、アンテナ構成は、開状態及び閉状態を有するスイッチと、スイッチが開状態にあることに応じて、第１の周波数帯域で第１のアクティブ駆動型素子として動作する第１のアンテナと、スイッチが開状態にあることに応じて、第１の周波数帯域で第２のアクティブ駆動型素子として動作する第２のアンテナと、を含む。閉状態は、第１のアンテナと無線周波数接地との間に第１のインピーダンスを動作可能に結合することによって、且つ第２のアンテナと無線周波数接地との間に第２のインピーダンスを動作可能に結合することによって、第１のアンテナ及び第２のアンテナを第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で動作するように構成する。第１のアンテナは第２の周波数帯域で無給電素子として機能し、第２のアンテナは第２の周波数帯域でアクティブ駆動型素子として機能する方法、について開示されている。
　特許文献１記載の装置は、開状態及び閉状態を有する少なくとも１つのスイッチと、少なくとも１つのスイッチが開状態にあることに応じて、第１の周波数帯域で第１のアクティブ駆動型アンテナ素子として動作するように構成された第１のアンテナと、少なくとも１つのスイッチが開状態にあることに応じて、第１の周波数帯域で第２のアクティブ駆動型アンテナ素子として動作するように構成された第２のアンテナと、を備える装置であって、閉状態は、第１のアンテナと無線周波数接地との間に第１のインピーダンスを動作可能に結合することによって、且つ第２のアンテナと無線周波数接地との間に第２のインピーダンスを動作可能に結合することによって、第１のアンテナ及び第２のアンテナを第１の周波数帯域と異なる第２の周波数帯域で動作するように構成するものである。
特表２０１７－５０１６１９号公報
　以上のように、デュアルＲＦタグは、特許文献１に記載のあるように、開状態及び閉状態を有する少なくとも１つのスイッチが必要な構成となっていた。
　本発明の主な目的は、スイッチが不要なデュアルＲＦタグを提供することである。
　本発明の他の目的は、スイッチが不要で、かつ、通信感度を向上させるとともに、小型で無指向性の電波を送受信することができるデュアルＲＦタグを提供することである。
（１）
　一局面に従うデュアルＲＦタグは、第１インダクタパターンと、第１インダクタパターンに搭載されたＩＣチップと、第２インダクタパターンと、第１インダクタパターンと第２インダクタパターンとの間に配設された第１絶縁基材と、第２インダクタパターンに電気的に接続された、第１放射エレメント部および第２放射エレメント部と、第１放射エレメント部および第２放射エレメント部がそれぞれ静電結合するように配置されたグランドエレメント部と、前記第１放射エレメント部および前記第２インダクタパターン、前記第２放射エレメント部と、グランドエレメント部との間に配設された第２絶縁基材と、を含み、第１放射エレメント部は、第２放射エレメントと周長さが異なり、第１インダクタパターンが、第２インダクタパターンと誘導結合するように配置され、第２インダクタパターンとグランドエレメント部とが電気的に接続されたものである。
　第１放射エレメント部により一の周波数に応じたアンテナを形成することができ、第２放射エレメント部により他の周波数に応じたアンテナを形成することができる。その結果、スイッチが不要なデュアルＲＦタグを得ることができる。特に、一の周波数を欧州の周波数とし、他の周波数を米国または日本の周波数とすることで、世界的に利用できるデュアルＲＦタグを得ることができる。
　第１インダクタパターンが、第２インダクタパターンと誘導結合するように配置されているため、小型で通信感度の高いデュアルＲＦタグにすることができる。
（２）
　他の局面に従うデュアルＲＦタグは、一局面の発明に係るデュアルＲＦタグであって、第１放射エレメント部と第２インダクタパターンと第２放射エレメント部とが、この順に一直線上に配置されたものであってよい。
　この場合、第１放射エレメント部と、第２放射エレメント部との、コンデンサの抵抗（リアクタンス）およびインピーダンスのリアクタンスの関係から、位相差が９０度、－９０度となることから、並列に配置させることが好ましい。
　これにより、複数の同調バンドに対応できるデュアルＲＦタグにすることができる。
（３）
　第３の発明に係るデュアルＲＦタグは、一局面または第２の発明に係るデュアルＲＦタグであって、第２インダクタパターンとグランドエレメント部とがスルーホールを介して電気的に接続されたものであってよい。
　第２インダクタパターンとグランドエレメント部とがスルーホールを介して電気的に接続されるため、配線を減らしてノイズを抑制することができる。さらに、デュアルＲＦタグの製造を簡単にすることができる。
（４）
　第４の発明に係るデュアルＲＦタグは、一局面から第３の発明に係るデュアルＲＦタグであって、第１インダクタパターンと第２インダクタパターンとがスルーホールを介して電気的に接続されたものであってよい。
　第１インダクタパターンと第２インダクタパターンとがスルーホールを介して電気的に接続されることにより、ＩＣチップを安定的に動作させることができる。
（５）
　第５の発明に係るデュアルＲＦタグは、一局面から第４の発明に係るデュアルＲＦタグであって、誘導結合による相互インダクタンスが１５ｎＨ以上３０ｎＨ以下であってもよい。
　使用するＩＣチップの内部等価容量に応じて、第１インダクタパターンと第２インダクタパターンとの相互インダクタンスは１５ｎＨ以上３０ｎＨ以下に設定することが好ましい。
　このようにすることによって、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤの信号が効果的に増幅されるため、損失を少なくすることができる。
（６）
　第６の発明に係るデュアルＲＦタグは、一局面から第５の発明のいずれかにかかるデュアルＲＦタグにおいて、第１放射エレメント部および第２放射エレメント部と、グランドエレメント部とが並行に配置されてよい。
　これにより、第１放射エレメント部およびグランドエレメント部と、第２放射エレメント部およびグランドエレメント部とを、それぞれ安定的に静電結合させることができる。
（７）
　第７の発明に係るデュアルＲＦタグは、一局面から第６の発明のいずれかにかかるデュアルＲＦタグにおいて、第１絶縁基材及び／又は前記第２絶縁基材の材質がセラミックであってよい。
　第１絶縁基材及び／又は前記第２絶縁基材に誘電率の高いセラミックを用いることにより、デュアルＲＦタグを小型にすることができる。なお、第１絶縁基材及び／又は前記第２絶縁基材の誘電率εは、１．０以上７．０以下とすることが好ましく、５．０以上６．５以下とすることがより好ましい。
（８）
　第８の発明に係るデュアルＲＦタグは、一局面から第７の発明のいずれかにかかるデュアルＲＦタグにおいて、グランドエレメント部の裏面に金属部材に貼着するための粘着層をさらに含んでもよい。
　この場合、デュアルＲＦタグを金属部材に貼着することにより、金属部材をアンテナとして利用することができる。その結果、通信感度を飛躍的に向上させるとともに、無指向性の電波を送受信することができる。
（９）
　第９の発明に係るデュアルＲＦタグは、一局面から第８の発明のいずれかにかかるデュアルＲＦタグにおいて、第１放射エレメント部は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ周波数の低周波数側（８６０ＭＨｚ付近）の波長λに対して、λ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれか１つに該当するよう設計され、第２放射エレメント部は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ周波数の高周波数側（９５０ＭＨｚから９６０ＭＨｚ付近）の波長λに対して、λ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれか１つに該当するよう設計されてもよい。
　この場合、周波数に対応した放射エレメント長を設定することができる。その結果、通信感度を飛躍的に向上させるとともに、無指向性の電波を送受信することができる。
　なお、目的とする周波数の波長λ／２に対して、第１放射エレメント部および第２放射エレメント部をそれぞれの周囲測長にすることが好ましい。
本実施の形態にかかるデュアルＲＦタグの一例を示す模式的斜視図である。 図１のＡ－Ａ’線断面図である。 図１に示したデュアルＲＦタグの等価回路の一例を示す模式図である。 本実施の形態にかかるデュアルＲＦタグの他の例を示す模式的斜視図である。 図４に示したデュアルＲＦタグの等価回路の一例を示す模式図である。 デュアルＲＦタグの周波数に対する読取距離の一例を示す図である。 デュアルＲＦタグを導電性部材上に接着した図である。 デュアルＲＦタグを導電性部材上に接着した場合の等価回路である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。
［本実施の形態］
　図１は、本実施の形態にかかるデュアルＲＦタグの一例を示す模式的斜視図であり、図２は、図１のＡ－Ａ’線断面図である。図３は、図１に示したデュアルＲＦタグの等価回路の一例を示す模式図である。
（デュアルＲＦタグ１００）
　図１、図２および図３に示すように、デュアルＲＦタグ１００は、ローバンド放射エレメント部２１０、ハイバンド放射エレメント部２２０、導通部２３０、インダクタパターン部２５０、バランスコイル部２６０、第１絶縁基材３１０、第２絶縁基材３２０、およびグランドエレメント部４００を含む。また、デュアルＲＦタグ１００のインダクタパターン部２５０には、ＩＣチップ５００が配設される。
　図１、図２および図３に示すように、デュアルＲＦタグ１００は、直方体形状からなる。インダクタパターン部２５０およびＩＣチップ５００は同一平面上に配置され、インダクタパターン部２５０およびＩＣチップ５００が配置される面を上面６１０とし、ハイバンド放射エレメント部２２０、バランスコイル部２６０およびローバンド放射エレメント部２１０も同一平面上に配置され、これらが配置される面を中間面６２０とし、グランドエレメント部４００が配置される面を底面６３０とする。
（ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０）
　デュアルＲＦタグ１００の中間面６２０には、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０が形成され、それぞれバランスコイル部２６０と接続されている。
　図２に示すように、ローバンド放射エレメント部２１０、バランスコイル部２６０およびハイバンド放射エレメント部２２０は、この順で中間面６２０上に一直線に配置される。この場合、ローバンド放射エレメント部２１０と、ハイバンド放射エレメント部２２０との、コンデンサの抵抗（リアクタンス）およびインピーダンスのリアクタンスの関係から、位相差が９０度、－９０度となることから、ローバンド放射エレメント部２１０と、ハイバンド放射エレメント部２２０とを一直線上に配置させることが好ましい。これにより、複数の同調バンドに対応できるデュアルＲＦタグにすることができる。
（インダクタパターン部２５０およびバランスコイル部２６０）
　表面６１０にはインダクタパターン部２５０が形成され、中間面６２０にはバランスコイル部２６０が形成される。インダクタパターン部２５０およびバランスコイル部２６０は、誘導結合するように配置されている。
　具体的には、インダクタパターン部２５０とバランスコイル部２６０との距離が０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることが好ましく、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることがより好ましい。また、第１絶縁基材の誘電率εが１．０以上７．０以下とすることが好ましく、５．０以上６．５以下とすることがより好ましい。
　なお、バランスコイルは、バランスドコイルとも呼ばれる。
（グランドエレメント部４００）
　図１に示すように、デュアルＲＦタグ１００の底面６３０には、グランドエレメント部４００が形成される。また、グランドエレメント部の裏面に金属部材に貼着するための粘着層４５０（図７）をさらに含んでよい。
　本実施の形態においてローバンド放射エレメント部２１０、ハイバンド放射エレメント部２２０、導通部２３０、インダクタパターン部２５０、バランスコイル部２６０、およびグランドエレメント部４００は、アルミニウムの金属薄膜からなる。本実施の形態における薄膜の厚みは、１μｍ以上１００μｍ以下であり、５μｍ以上３５μｍ以下が好ましい。
　また、ローバンド放射エレメント部２１０、ハイバンド放射エレメント部２２０、導通部２３０、インダクタパターン部２５０、バランスコイル部２６０、およびグランドエレメント部４００は、エッチングまたはパターン印刷等の手法によって形成することができる。
　図１および図２に示すように、ローバンド放射エレメント部２１０、ハイバンド放射エレメント部２２０は、主に平板の矩形状からなる。本実施の形態におけるハイバンド放射エレメント部２２０の面積は、ローバンド放射エレメント部２１０の面積よりも小さい。
　ローバンド放射エレメント部２１０を形成する周辺２１０ａ，～，２１０ｄの長さの合計を値Ｓ１と呼ぶ。ローバンド放射エレメント部２１０の値Ｓ１は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ周波数の低周波数側（８６０ＭＨｚ付近）の波長λ（ラムダ）を用いた場合、λ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれか１つに該当するように設計されている。
　なお、値Ｓ１は、使用する周波数の波長λの半分の長さであることがより好ましい。
　また、ハイバンド放射エレメント部２２０を形成する辺２２０ａ，～，２２０ｄの長さの合計を値Ｓ２と呼ぶ。ハイバンド放射エレメント部２２０の値Ｓ２は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ周波数の高周波数側（９５０ＭＨｚから９６０ＭＨｚ付近）の波長λ（ラムダ）を用いた場合、λ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれか１つに該当するように設計されている。
　なお、Ｓ１およびＳ２は、使用する周波数の波長λの半分の長さであることがより好ましい。
（第１絶縁基材３１０および第２絶縁基材３２０）
　図１に示すように、インダクタパターン部２５０とバランスコイル部２６０との間には、第１絶縁基材３１０が配設される。また、ローバンド放射エレメント部２１０、バランスコイル部２６０およびハイバンド放射エレメント部２２０と、グランドエレメント部４００との間には、第２絶縁基材３２０が配設される。
　第１絶縁基材３１０は上面６１０と中間面６２０の対向部位の全面に形成され、第２絶縁基材３２０は中間面６２０と底面６３０の対向部位の全面に形成される。第１絶縁基材３１０と第２絶縁基材３２０の厚みは、絶縁基材の誘電率にもよるが、それぞれ０．０１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることが好ましく、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることがより好ましい。
　第１絶縁基材３１０及び／又は前記第２絶縁基材３２０の材質は、セラミックであってよい。これにより、誘電率を高くすることができるため、デュアルＲＦタグを小型にすることができる。第２絶縁基材の誘電率εは、１．０以上７．０以下とすることが好ましく、５．０以上６．５以下とすることがより好ましい。
　なお、本実施の形態においては、セラミックからなることとしているが、これに限定されず、絶縁体であればよく、ポリエチレン、ポリイミド、発泡スチロール、薄物発泡体（ボラ―ラ）等、絶縁性を有する他の素材または発泡体を用いてもよい。
　また、第１絶縁基材及び／又は前記第２絶縁基材の材質を発泡スチロールとしてもよい。これにより、誘電率を低くすることができるため、通信距離を長くし、高感度のデュアルＲＦタグにすることができる。
（導通部２３０）
　本実施の形態においては、バランスコイル部２６０とグランドエレメント部４００との間には導通部２３０が設けられており、第２絶縁基材３２０に設けられたスルーホール２３１を介してバランスコイル部２６０とグランドエレメント部４００とは電気的に接続されている。導通部２３０は、導線、はんだ、アルミニウム薄膜、ピン、導電性ペースト、メッキなどを用いて形成しても良い。
　バランスコイル部２６０とグランドエレメント部４００とがスルーホール２３１を介して電気的に接続されるため、配線を減らしてノイズを抑制することができる。さらに、デュアルＲＦタグの製造を簡単にすることができる。
　さらに、インダクタパターン部２５０とバランスコイル部２６０とが第１絶縁基材３１０に設けたスルーホール２３２を介して電気的に接続されてもよい。インダクタパターン部２５０とバランスコイル部２６０とがスルーホール２３２を介して電気的に接続されることにより、ＩＣチップ５００を安定的に動作させることができる。
（ＩＣチップ５００）
　ＩＣチップ５００は、図１に示すように、インダクタパターン部２５０に載置される。ＩＣチップ５００は、第１絶縁基材３１０の上面側に配置されている。
　具体的に本実施の形態にかかるＩＣチップ５００は、デュアルＲＦタグ１００のローバンド放射エレメント部２１０またはハイバンド放射エレメント部２２０が受信した電波に基づいて動作する。すなわち、ローバンド放射エレメント部２１０またはハイバンド放射エレメント部２２０が受信した読取装置からの電波は、バランスコイル部２６０からインダクタパターン部２５０に誘導結合によって信号が伝えられ、ＩＣチップ５００を動作させる。
　ＩＣチップ５００は、まず、読取装置から送信される搬送波の一部を整流して、ＩＣチップ５００自身が、動作するために必要な電源電圧を生成する。そして、ＩＣチップ５００は、生成した電源電圧によって、ＩＣチップ５００内の制御用の論理回路、商品の固有情報等が格納された不揮発性メモリを動作させる。
　また、ＩＣチップ５００は、読取装置との間でデータの送受信を行うための通信回路等を動作させる。
（デュアルＲＦタグ１００の等価回路）
　図３は、図１に示したデュアルＲＦタグ１００の等価回路の一例を示す模式図である。
　図３に示すように、インダクタパターン部２５０において、インダクタＬとＩＣチップ５００の内部等価容量Ｃ（以下、コンデンサＣと呼ぶ。）とは、互いに並列接続されている。インダクタＬ、コンデンサＣは、読取装置から送信される電波の周波数帯域で共振する共振回路を構成する。
　また、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０は、バランスコイル部２６０に接続され、バランスコイル部２６０は、導通部２３０を介して、グランドエレメント部４００に接続されている。
　その結果、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０を設けることにより、２つの周波数帯域において電波を受信することができるデュアルＲＦタグ１００を形成することができる。
　また、バランスコイル部２６０は、インダクタパターン部２５０と誘導結合し、バランスコイル部２６０のインピーダンスを適宜調整することにより、インダクタパターン部２５０に対してインピーダンスを整合することができる。
　インダクタパターン部２５０のインピーダンスＺは、式（１）により与えられる。
　Ｚ＝ｊωＬ＋１／（ｊωＣ）、ω＝２πｆ　　　・・・（１）
　ただし、Ｚ：インダクタパターン部２５０のインピーダンス（オーム）
　　　　　ｊ：虚数単位
　　　　　ω：読取装置から送信される電波の角周波数（ラジアン／秒）
　　　　　Ｌ：バランスコイル部２６０のインダクタンス（ヘンリー）
　　　　　Ｃ：ＩＣチップ５００の内部等価容量（ファラッド）
　　　　　π：円周率
　　　　　ｆ：読取装置から送信される電波の周波数（ヘルツ）
　バランスコイル部２６０の周囲長等を調整して、インダクタパターン部２６０のインピーダンスＺに等しくなるように調整する。
　例えば、Ｌ＝１２．５ｎＨ（ナノヘンリー）、Ｃ＝１．４ｐＦ（ピコファラッド）、ｆ＝９２０ＭＨｚ（メガヘルツ）の場合、インダクタパターン部２６０のインピーダンスＺは５０Ω（オーム）になる。この場合、バランスコイル部２６０のインピーダンスを５０Ωにすれば、インダクタパターン部２６０とバランスコイル部２６０のインピーダンスを整合することができる。
　この場合、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０のいずれか一方はωＬ＜１／（ωＣ）を満たす必要があり、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０のいずれか他方はωＬ＞１／（ωＣ）を満たす必要がある。
　その結果、インダクタパターン部２５０のＩＣチップ５００が配置された場所を基準とし、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０のいずれか一方を位相差Φ＝９０度の位置に配置する。また、インダクタパターン部２５０のＩＣチップ５００が配置された場所を基準とし、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０のいずれか他方を位相差Φ＝－９０度の位置に配置する。
　本実施の形態においては、バランスコイル部２６０を中心に、ローバンド放射エレメント部２１０を位相差Φ＝９０度の位置に配置し、ハイバンド放射エレメント部２２０を位相差Φ＝－９０度の位置に配置した。
　上記のように、ＩＣチップ５００内部の等価容量Ｃを考慮することで、共振回路の共振周波数ｆを、電波の周波数帯域に精度良く設定することができる。その結果、デュアルＲＦタグ１００の読み取り性能を向上させることができる。また、ＩＣチップ５００が生成する電源電圧を高くすることができる。
（デュアルＲＦタグ１００の読取距離）
　図６は、図１に示したデュアルＲＦタグ１００の周波数に対する読取距離の一例を示す図である。
　図６において、曲線６２０は、読取装置をデュアルＲＦタグ１００の上面６１０の側に置いた場合の読取距離を周波数毎にプロットしたものであり、曲線６４０は、読取装置をデュアルＲＦタグ１００の底面６３０の側に置いた場合の読取距離を周波数毎にプロットしたものである。
　なお、読取距離の単位はメートル（ｍ）であり、周波数の単位はメガヘルツ（ＭＨｚ）である。
　図６に示すように、曲線６２０および曲線６４０において、８６０ＭＨｚ付近および９２０ＭＨｚ付近で読取距離が大きくなっている。この結果、本実施の形態におけるデュアルＲＦタグ１００は、従来のような周波数帯域の切り替えスイッチを設けていないにも関わらず、複数の周波数帯域において、読取りを実現できていることが分かる。
　また、表面２７０側に読取装置を置いた場合に比べて若干読取距離が低下するものの、裏面２８０側に読取装置を置いた場合でも十分読取距離が長いことが分かる。したがって、無指向性の電波を受信することができるデュアルＲＦタグ１００であることがわかる。
　具体的には、第１絶縁基材および第２絶縁基材の誘電率εを１．５とした場合、周波数８６０ＭＨｚ付近において、曲線６２０が約８ｍであり、曲線６４０が約６ｍである。また、周波数９２０ＭＨｚ付近において、曲線６２０が約１１ｍであり、曲線６４０が約６ｍである。このように底面６３０側に読取装置を置いた場合でも最低５ｍ前後で読取が可能である。
　この結果、デュアルＲＦタグ１００は、従来のようなスイッチを設けていないにも関わらず、通信感度を飛躍的に向上させるとともに、無指向性の電波を受信することができる。
（デュアルＲＦタグの他の例）
　図４は、本実施の形態にかかるＲＦタグ用アンテナ１００の他の例を示す模式的平面図であり、図５は、図４に示したデュアルＲＦタグ１００の等価回路の一例を示す模式図である。なお、以下においては、本実施の形態にかかるＲＦタグ用アンテナ１００と異なる点について説明を行う。
　図４および図５に示すデュアルＲＦタグ１００は、デュアルＲＦタグ１００におけるインダクタパターン部２５０をグランドに接続したものである。インダクタパターン部２５０およびバランスコイル部２６０が第１絶縁基材３１０および第２絶縁基材３２０に設けた各スルーホールを介して電気的にグランドエレメント部４００に接続される。これにより、ＩＣチップをより安定的に動作させることができる
　以上のように、図４および図５に示すデュアルＲＦタグ１００は、図１乃至図４のデュアルＲＦタグ１００と同様に、従来のようなスイッチを設けていないにも関わらず、デュアルＲＦタグにすることができ、さらに、小型で通信感度の高いデュアルＲＦタグにすることができる。
（導電性部材９００）
　デュアルＲＦタグ１００を導電性部材９００上にのせることにより、導電性部材９００を良好な感度を有する板状アンテナとして用いることができる。図７は、デュアルＲＦタグ１００を導電性部材９００上に接着した図である。図８は、デュアルＲＦタグ１００を導電性部材９００上に接着した場合の等価回路である。
　デュアルＲＦタグ１００の底面６３０側のグランドエレメント部４００に粘着層４５０を設け、電気絶縁性の粘着層４５０を介して、デュアルＲＦタグ１００を導電性部材９００に貼着する。
　これにより、図８に示すように、導電性部材９００とグランドエレメント部４００とが粘着層４５０を介して容量結合するため、導電性部材９００を板状アンテナとして作用させることができる。したがって、無指向性で通信距離が長いデュアルＲＦタグ１００にすることができる。
　粘着層４５０としては、粘着性接着剤、ホットメルトが挙げられ、耐久性および容量結合の観点から粘着性接着剤がより好ましい。
　なお、本実施の形態においては、デュアルＲＦタグ１００は粘着層４５０を介して導電性部材９００と容量結合をしているが、グランドエレメント部４００と導電性部材９００とを電気的に接続してもよい。
　この場合、粘着層４５０を介した容量結合がないため、グランドエレメント部４００と共に導電性部材９００がアンテナとして作用し、無指向性で通信距離がより長いデュアルＲＦタグ１００にすることができる。また、設置に伴う静電容量のばらつきをなくすことができる。
　本実施の形態においては、デュアルＲＦタグ１００を導体性部材９００に設置した場合を例示したが、これに限らず、導電性部材９００は金属製の導電する板であれば特に制限されない。
　例えば、建設資材、コンテナ、ナンバープレート、ドラム缶、鋼板、電気電子機材、電子部品、基板、車両、船舶および航空機などが挙げられる。これらの本体が導電板を有する場合、デュアルＲＦタグ１００を直接設置してもよいし、本体に導電板を別途設置してもよい。
　例えば、デュアルＲＦタグ１００を車両に用いる場合、車両の屋根部分、ボンネット部分にデュアルＲＦタグ１００を設置してもよい。また、車両は自動車に限られず、工事、農耕作業車等の特殊車両、二輪車、鉄道などに設置してもよく、さらに車両と一体的に使用される取り外し可能な器具（例えば、油圧ショベルのバケット部分）にデュアルＲＦタグ１００を設置してもよい。
　なお、デュアルＲＦタグ１００を車両に用いる場合であって、導電性部材９００を用いない場合、デュアルＲＦタグを車両の窓部分に設置してもよい。
　以上のように、ディアルＲＦタグ１００においては、ローバンド放射エレメント部２１０により一の周波数に応じたアンテナを形成することができ、ハイバンド放射エレメント部２２０により他の周波数に応じたアンテナを形成することができる。
　その結果、スイッチが不要なデュアルＲＦタグ１００を得ることができる。特に、一の周波数を欧州の周波数とし、他の周波数を米国または日本の周波数とすることで、世界的に利用できるディアルＲＦタグ１００を得ることができる。
　また、ローバンド放射エレメント部２１０と、ハイバンド放射エレメント部２２０とは、コンデンサの抵抗（リアクタンス）およびインピーダンスのリアクタンスの関係から、位相差９０度、－９０度となることから、並列に配置させることが好ましい。
　また、デュアルＲＦタグ１００を導電性部材９００に貼着することにより、導電性部材９００をアンテナとして利用することができる。その結果、通信感度を飛躍的に向上させるとともに、無指向性の電波を受信することができる。
　また、周波数に対応した放射エレメント長を設定することができる。その結果、通信感度を飛躍的に向上させるとともに、無指向性の電波を受信することができる。
　また、目的とする複数の波長λ/2について、ローバンド放射エレメント部２１０およびハイバンド放射エレメント部２２０のそれぞれの周囲測長にすることが好ましい。
　第１絶縁基材３１０および第２絶縁基材３２０は、デュアルＲＦタグ１００の耐久性を高めるとともに、インダクタパターン部２５０とバランスコイル部２６０を誘導結合させ、さらにグランドエレメント部４００とハイバンド放射エレメント部２２０およびローバンド放射エレメント部２１０とに安定的なコンデンサを形成することができる。
　また、インダクタパターン部２５０およびバランスコイル部２６０、ハイバンド放射エレメント部２２０、ローバンドエレメント部２１０、グランドエレメント部４００の位置関係を確実に保持することができる。
　本発明においては、デュアルＲＦタグ１００が、「デュアルＲＦタグ」に相当し、ローバンド放射エレメント部２１０が、「第１放射エレメント部」に相当し、ハイバンド放射エレメント部２２０が、「第２放射エレメント部」に相当し、グランドエレメント部４００が、「グランドエレメント部」に相当し、インダクタパターン部２５０が、「第１インダクタパターン」に相当し、バランスコイル部２６０が、「第２インダクタパターン」に相当し、ＩＣチップ５００が、「ＩＣチップ」に相当し、導電性部材９００が、「金属部材」に相当し、粘着層４５０が「粘着層」に相当し、絶縁基材３００が、「絶縁基材」に相当する。
　本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。
　１００　デュアルＲＦタグ
　２１０　ローバンド放射エレメント部
　２２０　ハイバンド放射エレメント部
　２３０　導通部
　２３１、２３２　スルーホール
　２５０　インダクタパターン部
　２６０　バランスコイル部
　３００　第１絶縁基材
　３２０　第２絶縁基材
　４００　グランドエレメント部
　４５０　粘着層
　５００　ＩＣチップ
　６１０　上面
　６２０　中間面
　６３０　底面

 

Claims (9)

  1. 　第１インダクタパターンと、
    　前記第１インダクタパターンに搭載されたＩＣチップと、
    　第２インダクタパターンと、
    　前記第１インダクタパターンと前記第２インダクタパターンとの間に配設された第１絶縁基材と、
    　前記第２インダクタパターンの一端に電気的に接続された、第１放射エレメント部と、
    　前記第２インダクタパターンの他端に電気的に接続された、第２放射エレメント部と、
    　前記第１放射エレメント部および前記第２放射エレメント部がそれぞれ静電結合するように配置されたグランドエレメント部と、
    　前記第１放射エレメント部、前記第２インダクタパターンおよび前記第２放射エレメント部と、前記グランドエレメント部との間に配設された第２絶縁基材と、を含み、
    　前記第１放射エレメント部は、前記第２放射エレメントと周長さが異なり、
    　前記第１インダクタパターンが、前記第２インダクタパターンと誘導結合するように配置され、
    　前記第２インダクタパターンと前記グランドエレメント部とが電気的に接続された、デュアルＲＦタグ。
  2. 　前記第１放射エレメント部と前記第２インダクタパターンと前記第２放射エレメント部とが、この順に一直線上に配置された、請求項１に記載のデュアルＲＦタグ。
  3. 　前記第２インダクタパターンと前記グランドエレメント部とがスルーホールを介して電気的に接続された、請求項１または２に記載のデュアルＲＦタグ。
  4. 　前記第１インダクタパターンと前記第２インダクタパターンとがスルーホールを介して電気的に接続された、請求項１から３のいずれか１項に記載のデュアルＲＦタグ。
  5. 　前記誘導結合による相互インダクタンスが１５ｎＨ以上３０ｎＨ以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載のデュアルＲＦタグ。
  6. 　前記第１放射エレメント部および前記第２放射エレメント部と、前記グランドエレメント部とが並行に配置された、請求項１から５のいずれか１項に記載のデュアルＲＦタグ。
  7. 　前記第１絶縁基材及び／又は前記第２絶縁基材の材質がセラミックである、請求項１から６のいずれか１項に記載のデュアルＲＦタグ。
  8. 　前記グランドエレメント部の裏面に金属部材に貼着するための粘着層をさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載のデュアルＲＦタグ。
  9. 　前記第１放射エレメント部は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ周波数の低周波数側（８６０ＭＨｚ付近）の波長λに対して、λ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれか１つに該当するよう設計され、
    　前記第２放射エレメント部は、ＵＨＦ帯ＲＦＩＤ周波数の高周波数側（９５０ＭＨｚから９６０ＭＨｚ付近）の波長λに対して、λ／４、λ／２、３λ／４、５λ／８のいずれか１つに該当するよう設計された、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデュアルＲＦタグ。

     
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